РУҚА
Задание № 18 · ОГЭ

Радиационная безопасность

Виды излучения, дозиметрические величины, единицы измерения и защита человека от радиации
6 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Радиационная безопасность изучает, как ионизирующее излучение действует на вещество и организм, как измеряют это воздействие и как его уменьшают. Для решения экзаменационных задач важно различать активность источника, поглощённую и эквивалентную дозы, а также помнить три главных способа защиты: время, расстояние и экранирование.

Виды ионизирующего излучения

Ионизирующим называют излучение, энергия которого достаточна для ионизации атомов и молекул, то есть для выбивания электронов. К нему относятся потоки частиц и электромагнитное излучение: альфа-, бета-, гамма- и рентгеновское излучения, а также нейтроны.

ВидЧто представляет собойПроникающая способностьОсновная защита
Альфа (\(\alpha\))ядра гелия \(^4_2\mathrm{He}\)малая; задерживается бумагой и верхним слоем кожине допускать попадания внутрь организма
Бета (\(\beta\))электроны или позитронысредняя; несколько миллиметров алюминия или пластикаэкран из пластика, стекла или алюминия
Гамма (\(\gamma\))электромагнитные кванты высокой энергиибольшая; ослабляется толстым слоем свинца, стали или бетонаэкранирование и увеличение расстояния
Нейтронноепоток нейтроновбольшая; эффективно замедляется водой, парафином, бетономводородсодержащие материалы и поглотители нейтронов

Альфа-частицы сильно ионизируют вещество, поэтому даже при малом пробеге передают ему энергию интенсивно. Внешнее альфа-облучение обычно малоопасно: частицы не проходят через кожу. Однако радиоактивное вещество, попавшее внутрь с пищей или воздухом, становится опасным. Бета-частицы проникают глубже, а гамма-кванты и рентгеновские лучи могут облучать органы на расстоянии.

D
Поглощённая доза

Поглощённая доза \(D\) — энергия ионизирующего излучения, поглощённая единицей массы облучённого вещества: \(D=E_\text{погл}/m\). Единица СИ — грей (Гр): \(1\ \text{Гр}=1\ \text{Дж/кг}\).

D
Эквивалентная доза

Эквивалентная доза учитывает не только поглощённую энергию, но и биологическую опасность вида излучения. Она определяется как \(H=w_R D\), где \(w_R\) — радиационный взвешивающий коэффициент. Единица СИ — зиверт (Зв). Подробнее понятие разобрано на странице эквивалентная доза излучения.

\(A\)
активность источника
беккерель (Бк)
\(D\)
поглощённая доза
грей (Гр)
\(H\)
эквивалентная доза
зиверт (Зв)
\(E\)
поглощённая энергия
джоуль (Дж)
\(m\)
масса облучённого вещества
килограмм (кг)

Дозы и активность источника

Не следует смешивать активность и дозу. Радиоактивность характеризует число распадов ядер в источнике за единицу времени. Активность \(A\) измеряется в беккерелях: один беккерель — один распад в секунду. Доза показывает, сколько энергии получило вещество или организм.

\[A=\frac{\Delta N}{\Delta t}\]1

Для радиоактивного источника активность уменьшается со временем: \(A=A_0 2^{-t/T_{1/2}}\), где \(T_{1/2}\) — период полураспада. Эта зависимость относится к характеристике источника, а не напрямую к дозе человека: полученная доза зависит также от расстояния, времени облучения, вида излучения и экрана.

\[D=\frac{E_\text{погл}}{m}\]2
\[H=w_R D\]3

Для фотонного и электронного излучения в школьных задачах часто принимают \(w_R=1\), поэтому численное значение поглощённой дозы в грэях и эквивалентной дозы в зивертах может совпасть, но физический смысл единиц различен. Для альфа-излучения коэффициент больше, поскольку оно сильнее повреждает ткани при одинаковой поглощённой энергии.

Микро-проверка

Источник сообщает об активности \(500\ \text{Бк}\). Что означает это значение?

Как излучение ослабляется

При удалении от точечного источника гамма- и рентгеновское излучение распространяется по всё большей площади. Поэтому интенсивность и мощность дозы в вакууме или воздухе приблизительно обратно пропорциональны квадрату расстояния \(r\).

\[I\sim\frac{1}{r^2},\qquad \dot H\sim\frac{1}{r^2}\]4

Если расстояние увеличить в 2 раза, мощность дозы уменьшится примерно в 4 раза; если увеличить в 3 раза — примерно в 9 раз. При прохождении через вещество излучение дополнительно поглощается или рассеивается. Для многих видов излучения ослабление описывают экспоненциальным законом.

\[I=I_0e^{-\mu x}\]5

Здесь \(I_0\) — интенсивность до экрана, \(I\) — после него, \(x\) — толщина экрана, \(\mu\) — линейный коэффициент ослабления. На практике применяют также слой половинного ослабления: после прохождения каждого такого слоя интенсивность уменьшается в два раза.

123456789100.10.20.30.40.50.60.7r, мотносительная мощность дозы$\dot H\sim 1/r^2$
При удалении от точечного источника мощность дозы быстро уменьшается.

Основные способы защиты

Безопасность достигается уменьшением времени облучения, увеличением расстояния до источника и применением экрана. Эти принципы дополняют друг друга. Подробное описание материалов и конструкций приведено на странице методы защиты от радиации.

  1. Время. Чем меньше продолжительность работы рядом с источником, тем меньше доза: \(H\sim t\) при постоянной мощности дозы.
  2. Расстояние. Для точечного источника при увеличении расстояния в \(k\) раз доза за то же время уменьшается примерно в \(k^2\) раз.
  3. Экранирование. Между человеком и источником помещают материал, поглощающий или рассеивающий излучение.
  4. Не допускать загрязнения. При работе с открытыми радиоактивными веществами используют герметичные контейнеры, перчатки, вытяжные устройства и дозиметрический контроль.
T
Мощность дозы

Мощность дозы — доза, получаемая за единицу времени: \(\dot H=H/t\). При постоянной мощности дозы суммарная доза равна \(H=\dot H\,t\).

Разобранный пример

№
Как изменить расстояние

Мощность эквивалентной дозы на расстоянии \(2\ \text{м}\) от точечного источника равна \(90\ \mu\text{Зв/ч}\). Какой станет доза за \(30\ \text{мин}\) на расстоянии \(6\ \text{м}\)? Считать источник точечным.

1
Расстояние увеличилось в \(k=6/2=3\) раза, поэтому мощность дозы уменьшится в \(k^2=9\) раз.
\(\displaystyle \dot H_2=\frac{\dot H_1}{3^2}=\frac{90}{9}=10\ \mu\text{Зв/ч}\)
2
Переведём время: \(30\ \text{мин}=0{,}5\ \text{ч}\). При постоянной мощности доза равна произведению мощности на время.
\(\displaystyle H=\dot H_2t=10\cdot0{,}5=5\ \mu\text{Зв}\)
3
Запишем ответ с единицей дозы.
\(\displaystyle \boxed{H=5\ \mu\text{Зв}}\)
!
Частые ошибки

Не путайте Бк, Гр и Зв: Бк относится к активности источника, Гр — к поглощённой энергии на массу, Зв — к биологически взвешенной дозе. При изменении расстояния нельзя делить мощность дозы просто на \(k\): для точечного источника используется \(k^2\). Минуты и часы перед подстановкой должны быть приведены к одной единице времени. Бумажный лист защищает от альфа-частиц, но не является надёжным экраном от гамма-излучения.

Безопасное обращение с источниками

Источник излучения нельзя брать руками, разбирать или переносить без необходимости. В лаборатории работают по инструкции, используют дистанционные держатели, защитные экраны и индивидуальные дозиметры. При подозрении на радиоактивное загрязнение нельзя трогать предмет и разносить загрязнение: нужно отойти, ограничить доступ и сообщить ответственному специалисту.

В ядерной энергетике безопасность обеспечивается несколькими барьерами: оболочкой топлива, корпусом установки, защитными системами и зданиями реакторного типа. Принцип защиты тот же, что и в обычной задаче: уменьшить вероятность выхода источника, расстояние и мощность дозы, а также обеспечить контроль.

Q
Быстрый тест по теме

Проверь себя

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · единицы
Какая величина измеряется в беккерелях?
Главное за минуту

Главное

  • Ионизирующее излучение вызывает ионизацию; альфа-, бета-, гамма-излучения и нейтроны различаются проникающей способностью и характером защиты.
  • Активность \(A\) измеряется в беккерелях, поглощённая доза \(D\) — в грэях, эквивалентная доза \(H\) — в зивертах.
  • Основные формулы: \(D=E_\text{погл}/m\), \(H=w_RD\), \(H=\dot Ht\), \(I\sim1/r^2\), \(I=I_0e^{-\mu x}\).
  • Главные принципы безопасности: уменьшать время, увеличивать расстояние, использовать подходящий экран и не допускать радиоактивного загрязнения.
  • Для экзамена всегда проверяйте единицы, вид излучения и то, относится ли данная величина к источнику, веществу или организму.